Hintergrund der Erfindung
a) Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft einen verbesserten Automatikstarter, der an Motoren
vorgesehen ist, die in Motorrädern, Motorrollern, Automobilen, usw. installiert
ist. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen kompakten
Automatikstarter mit einer exzellenten thermischen Isolation um ein Thermoelement,
das in dem Automatikstarter für die Motoren vorgesehen ist.
b) Ausgangspunkt
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Bei einem Motor, der Benzin als Brennstoff verwendet, der mit Luft mit einem
festgelegten Brennstoff-zu-Luft-Verhältnis durch einen Vergaser, der an dem
Motor angebracht ist, vermischt wird, um die Mischung in die Zylinder des
Motors zu leiten, ist normalerweise ein automatischer Starter an dem Motor
vorgesehen, um zu erleichtern, daß der Motor glatt bzw. sanft an einem kalten
Morgen startet. Der automatische Starter dient dazu, das Brennstoff-zu-Luft-
Verhältnis für eine bessere Zündung der Gasmischung des Brennstoffs und
der Luft in den Zylindern bei niedrigen Temperaturen des Motors zu erreichen,
und zwar durch Betätigung eines Ventils zum Öffnen eines
Brennstoffversorgungseinlasses eines Zusatzbrennstoffdurchlasses, der entlang einer
Gasmischpassage vorgesehen ist, um Brennstoff zu der Gasmischung
hinzuzufügen, die in der Gasmischpassage strömt.
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Wenn die Temperatur des Motors eine vorbestimmte Betriebstemperatur
erreicht, wird der Brennstoffversorgungseinlaß des Hilfsbrennstoffdurchlasses
geschlossen, um automatisch zu dem Brennstoff-zu-Luft-Verhältnis
zurückzukehren, das normal ist.
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Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat zuvor einen Typ eines
automatischen Starters in der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 5-253360
vorgeschlagen. Bei diesem Typ des automatischen Starters wird das Ventil
betätigt mittels eines Thermoelements, in dem eine sich thermisch
ausdehnende bzw. expandierende Einheit vorgesehen ist, die sich mit einer
Veränderung der Temperatur ausdehnt (expandiert) und zusammenzieht (kontrahiert),
und zwar zum Öffnen und Schließen eines Brennstoffversorgungseinlasses.
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Das Ausdehnen und Zusammenziehen der thermisch ausdehnenden Einheit
bewegt einen Kolben um ein Nadelventil zum Öffnen und Schließen des
Brennstoffversorgungseinlasses zum Betätigen.
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Während die Temperatur im Bereich der thermisch expandierenden Einheit
des Automatikstarters zu Beginn des Startvorgangs des Motors niedrig ist,
zieht sich die thermisch expandierende Einheit zusammen, um den Kolben mit
dem Nadelventil entfernt von dem Brennstoffversorgungseinlaß zu halten und
zu dem Hilfsbrennstoffdurchlaß offen zu halten.
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Nachdem sich der Motor über eine vorbestimmte Temperatur erwärmt hat,
sollte der Brennstoffversorgungseinlaß mit Kraft durch das Nadelventil
geschlossen werden. Der Automatikstarter ist mit einem Heizelement an einer
Seite des Thermoelements versehen, um das Heizelement zu erwärmen, und
zwar mit Wärme, die durch einen elektrischen Strom erzeugt wird, wenn ein
Schlüsselschalter angeschaltet wird, um die sich thermisch ausdehnende
Einheit auszudehnen und den Kolben mit dem Nadelventil zu bewegen zum
Schließen bzw. Abschalten der Brennstoffversorgung durch Schließen des
Brennstoffversorgungseinlasses.
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Wenn die thermische Isolation der sich thermisch ausdehnenden Einheit des
Automatikstarters schlecht ist, bleibt die sich thermisch ausdehnende Einheit
im zusammengezogenen Zustand und der Brennstoffversorgungseinlaß wird
offen gehalten, wodurch überschüssiger Brennstoff in die Gasmischpassage
geleitet wird. Infolgedessen kann der Motor für einige Minuten nachdem der
Motor ausgeschaltet wurde, nicht glatt bzw. sanft neu gestartet werden. Aus
diesem Grund sind die herkömmlichen Automatikstarter mit einer thermisch
isolierenden Abdeckung über der Außenoberfläche des Gehäusekörpers
versehen.
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Die thermisch isolierte Abdeckung über der Außenoberfläche des
Gehäusekörpers macht den Automatikstarter jedoch größer und erfordert viel Arbeit für
den Einbau des Automatikstarters mit hohen Kosten. Ein großer
Automatikstarter behindert die Freiheit beim Entwickeln eines kompakten Motorrollers,
der ein so großes Abteil unterhalb des Sitzes wie möglich benötigt, um einige
Gegenstände darinnen aufzunehmen.
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US-A-5,186,133 zeigt einen Automatikstarter für einen Motor mit
Thermoelementmitteln mit einer thermisch expandierenden Einheit; Heizmitteln und
einem Gehäusekörper, in dem das Thermoelement aufgenommen ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Automatikstarter für einen Motor
gemäß Anspruch 1 vorgesehen. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die Erfindung
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die thermisch isolierte Abdeckung
zu eliminieren, die über der Außenoberfläche des Gehäusekörpers des
Automatikstarters vorgesehen ist, um einen kompakten Automatikstarter zu
erhalten, und zwar mit einer geringeren Anzahl von zusammenzubauenden Teilen
und einer größeren Freiheit beim Entwickeln eines kompakten Motorrollers
usw.
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Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung die thermische Isolation
der thermisch expandierenden Einheit des Thermoelements zu verbessern,
um ein sanftes bzw. glattes Neustarten des Motors zu ermöglichen.
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Der Automatikstarter gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einer
thermisch expandierenden Einheit versehen, die sich mit einer Änderung der
Außentemperatur
ausdehnt und zusammenzieht, und zwar auf einer Seite und
einem Kolben auf der anderen Seite eines Thermoelements, das den Kolben
nach vorne und nach hinten bewegt. Eine Heizeinheit ist auf der einen Seite
des Thermoelements vorgesehen, um den Kolben mit Kraft zu bewegen. Die
Heizeinheit wird durch elektrischen Strom erhitzt, der angeschaltet wird mit
dem Starten des Motors, um die thermisch expandierende Einheit
auszudehnen und den Kolben zum Schließen eines Brennstoffversorgungseinlasses
einer Hilfsbrennstoffpassage eines Hilfsbrennstoffdurchlasses zu schließen,
der entlang einer Gasmischpassage vorgesehen ist, die die Gasmischung zu
dem Motor liefert.
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Der Automatikstarter der vorliegenden Erfindung gemäß der obigen
Beschreibung besitzt einen Hohlraum in der Wand des Gehäusekörpers des
Automatikstarters, in dem das Thermoelement aufgenommen ist. Die Wand des
Gehäusekörpers ist in eine Innenwand und eine Außenwand aufgeteilt, um den
Hohlraum zwischen der Innenwand und der Außenwand zu bilden, und eine
thermische Isolierung ist in dem Hohlraum vorgesehen, um dadurch die
thermische Leitung von der Innenwand zu der Außenwand zu reduzieren.
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Der Automatikstarter gemäß der vorliegenden Erfindung kann die
Wärmeabstrahlung von der Oberfläche des Gehäusekörpers effektiver reduzieren durch
Füllen von Luft, einer Flüssigkeit oder eines festen Isoliermaterials in den
Hohlraum, der in dem Gehäusekörper ausgebildet ist.
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Somit kann die thermische Isolierung des Thermoelements erreicht werden,
ohne die thermisch isolierende Abdeckung über der Außenoberfläche des
Gehäusekörpers und somit ist der Aufbau des Automatikstarters kompakter
und weniger kostenaufwändig.
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Der Automatikstarter gemäß der vorliegenden Erfindung besitzt eine
hervorragende thermische Isolierung, und daher kann der Automatikstarter auch die
Schwierigkeiten beim Neustarten des Motors für einige Minuten, nachdem der
Motor ausgeschaltet wurde, eliminieren, indem eine übermäßige Versorgung
des Brennstoffs verhindert wird.
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Weitere Vorteile des Automatikstarters gemäß der vorliegenden Erfindung
liegen darin, daß weniger Teile zusammengebaut werden müssen und daß der
Starter einen kompakten Aufbau mit geringeren Kosten besitzt sowie einer
größeren Freiheit beim Entwickeln eines kompakten Motorrades oder
Motorrollers.
Kurze Beschreibung der Zeichnung
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In der Zeichnung zeigt:
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Fig. 1 eine Zeichnung, die eine Seitenschnittansicht des Automatikstarters
gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 eine Aufrißzeichnung des Automatikstarters gemäß der vorliegenden
Erfindung.
Kurze Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein Gehäusekörper 1 besitzt einen Zylinder, der in eine L-Form gebogen ist,
wobei beide offenen Enden eine große Dicke besitzen. Eine Öffnung 1a des
einen Endes des Gehäusekörpers 1 ist mit einem Gewinde 1c versehen und
eine Gummitülle bzw. -durchführdichtung 11 ist in eine Öffnung 1b des
anderen Endes des Gehäusekörpers 1 gekoppelt, um den Eintritt von Wasser oder
Staub usw. zu verhindern. Die Öffnung 1a ist mit einem zylindrischen Halter 2
gekoppelt, an dessen Außenoberfläche eine Schraube 2a ausgebildet ist, um
mit dem Gewinde 1c zusammenzupassen. Ein Thermoelement T, welches ein
Nadelventil bewegt, ist in dem Gehäusekörper 1 vorgesehen und wird
darinnen gehalten durch den Halter 2, um nicht herausnehmbar zu sein.
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Der Innendurchmesser des Gehäusekörpers 1 erweitert sich zu der Öffnung
1a für eine leichte Einführung des Thermoelements T und ein Boden 1e ist an
dem einen Ende des Thermoelements T vorgesehen, indem ein
Thermosensor T mit einer thermisch expandierenden Einheit Ta vorgesehen ist. Der Teil,
an dem sich der Innendurchmesser des Gehäusekörpers 1 verändert, ist mit
einer moderaten Neigung 1d ausgebildet, um das Thermoelement T in dem
Gehäusekörper 1 zu führen.
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Ein O-Ring 9 ist an der Außenoberfläche des Thermosensors T angebracht.
Das Thermoelement T wird gegenüber einer Lateralbewegung in dem
Gehäusekörper gehalten, indem der O-Ring gegen die Innenoberfläche des
Gehäusekörpers 1 gedrückt wird, was auch einen Eintritt von Benzin usw. verhindert.
Ein Heizmittel E besitzen zwei Elektroden und ein Heizelement, das zwischen
den zwei Elektroden eingeklemmt ist, ist zwischen dem Thermosensor T und
dem Boden 1e des Gehäusekörpers 1 vorgesehen.
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Die Heizmittel E dienen zum kraftvollen Ausdehnen bzw. Expandieren der
thermisch expandierenden Einheit Ta, und sie sind mit einem
Schlüsselschalter (nicht gezeigt) eines Motorrollers usw. verbunden, und zwar über
Drähte bzw. Kabel 12 und 12 der Elektroden, die durch die
Gummidurchführdichtung 11 aus der Öffnung 1b herauskommen.
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Beim Einführen eines Schlüssels in den Schlüsselschalter (der Motor ist fertig
zum Starten) strömt ein elektrischer Strom durch das Heizelement, um Wärme
zu erzeugen. Ein Schlauchschutz 13 dient zum Führen bzw. Zusammenführen
der Drähte 12 und 12.
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Die Heizmittel E sind mit einem topf- bzw. schalenförmigen Halter
ausgebildet. Eine Seitenansicht des Halters ist in Fig. 1 dargestellt.
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Die Elektroden 2 sind in dem Halter aufgenommen, der mit Nägeln und
Einschnitten an der Kante des Halters versehen ist, in dem das Heizelement ordnungsgemäß
plaziert und zwischen den zwei Elektroden eingeklemmt und
sicher eng anliegend an den Einschnitten befestigt wird durch die Nägel, und
zwar als eine Mono-Blockeinheit. Der Halter ist aus einem elektrisch
isolierenden und elastischen Material, wie beispielsweise Nylon ausgebildet, um
eine Verschiebung oder einen schlechten Kontakt der Elektroden zu
verhindern sowie eine leichte Installation der Heizmittel E zu erlauben. Ein Kolben
7b, der mit der Ausdehnung und dem Zusammenziehen der thermisch
expandierenden Einheit Ta bewegt wird, ist ordnungsgemäß durch eine
Kolbenführung 7a geführt, die an der einen Seite des Thermoelements T vorgesehen ist.
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Die Spitze des Kolbens 7b ragt von dem Ende der Kolbenführung 7a vor, um
in dem Loch des Halters 2 zu gleiten, und ist mit einer Schubeinheit 7
verbunden, welche die Kolbenführung 7a und die Spitze des Kolbens 7b abdeckt.
Die Schubeinheit 7 wird konstant nach innen in den Gehäusekörper 1
gezogen, und zwar durch eine Feder, wie beispielsweise eine Schraubenfeder 8,
wodurch das Thermoelement T gegen den Boden 1e des Gehäusekörpers 1
gedrückt wird zum Regulieren einer Axialbewegung des Thermoelements.
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Die thermisch expandierende Einheit Ta wird durch die Wärme ausgedehnt,
die in der Heizeinheit E erzeugt wird durch den elektrischen Strom und fährt
somit den Kolben 7b aus und drückt die Schubeinheit 7 aus dem
Gehäusekörper 1 heraus, und zwar entgegen der Zugkraft der Schraubenfeder 8, um
den Brennstoffversorgungseinlaß mit einem Nadelventil (nicht gezeigt) zu
schließen, um dadurch die Brennstoffversorgung abzuschalten. Wenn der an
die Heizmittel E angelegte elektrische Strom abgeschaltet wird, fällt die das
Thermoelement T umgebende Temperatur allmählich ab, um die thermisch
expandierende Einheit Ta zusammenzuziehen, und der Kolben 7a bewegt
sich nach hinten. Dann wird die Schubeinheit 7 mit dem Nadelventil in den
Gehäusekörper 1 zurückgezogen, um den Brennstoffversorgungseinlaß für
die Brennstoffversorgung zu öffnen.
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Ein Hohlraum 6 ist in der Wand des Gehäusekörpers 1 ausgebildet, und zwar
umfangsmäßig von dem einen Ende 1a zu dem anderen Ende 1b.
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Der Hohlraum 6 kann gemeinsam mit dem Gehäusekörper 1 ausgebildet
werden, wenn der Gehäusekörper 1 durch ein Spritzgußverfahren ausgebildet
wird oder nachdem der Gehäusekörper 1 geformt bzw. gegossen wurde, kann
der Hohlraum durch eine Endfräsbearbeitung oder eine (Licht-)-
Bogenbearbeitung ausgebildet werden. Thermisch isolierende Mittel sind in
dem Hohlraum 6 vorgesehen, um zu verhindern, daß um das Thermoelement
T herum befindliche Wärme von der Oberfläche des Gehäusekörpers 1
abstrahlt.
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Luft ist ein am häufigsten eingesetzter thermischer Isolator, aber andere feste
oder flüssige thermische Isolatoren, wie beispielsweise Urethan, geschäumte
Styrene, Gummiisolatoren oder Öl mit geringen thermischen Leitfähigkeiten
können verwendet werden für eine effektive Prävention der
Wärmeabstrahlung von der Oberfläche des Gehäusekörpers 1.
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Der Hohlraum 6, der in der Wand des Gehäusekörpers 1 ausgebildet ist, teilt
die Wand des Gehäusekörpers 1 in eine Innenwand 4 und eine Außenwand 3
auf. Die Innenwand 4 ist mit der Außenwand 3 über einen Verbinder 5
verbunden. Der Verbinder 5 ist vorzugsweise so klein wie möglich innerhalb des
Bereichs der erlaubten Festigkeit ausgebildet, so daß die thermische Leitung
von der Innenwand 4 zu der Außenwand 3 minimiert werden kann.
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Die thermischen Isolatoren zum Verhindern der thermischen Leitung von der
Innenwand 4 zu der Außenwand 3 sind nicht auf Luft, Urethan, geschäumte
Styrene, isolierendes Gummi oder Öl beschränkt, wie sie in den obigen
Ausführungsbeispielen genannt wurden.
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Zum Beispiel können beide Enden des Hohlraums 6 geschlossen werden, und
die Luft kann daraus entfernt werden, um ein Vakuum in dem Hohlraum 6 zur
thermischen Isolation zu erzeugen. Ferner kann ein Gas, wie beispielsweise
Stickstoff für eine thermische Isolation in den Hohlraum 6 eingeleitet werden.
Das einfache Schließen beider offenen Enden des Hohlraums 6 kann die
Luftbewegung nach innen und nach außen abschneiden, und zwar für eine
effektive Reduktion der thermischen Leitung von der Innenwand 4 zu der
Außenwand 3.